Windows磁盤存儲及分配策略
Windows磁盤存儲的最小單元是簇，而不是Byte(字節)，NTFS默認的簇大小為4KB，即一個文件占用整數個4KB空間。例如：1個字節的文件與4096字節的文件都占用一個簇，但前一個文件浪費的4095個字節的空間，其他文件無法使用。這就是為什么我們在查看一個文件的屬性時，發現文件實際大小與占用空間往往不一樣的原因。如下圖所示：
磁盤碎片產生的原理
其實磁盤碎片應該稱為文件碎片，是因為文件被分散保存到整個磁盤的不同地方，而不是連續地保存在磁盤連續的簇中形成的。 當應用程序所需的物理內存不足時，一般操作系統會在硬盤中產生臨時交換文件，用該文件所占用的硬盤空間虛擬成內存。虛擬內存管理程序會對硬盤頻繁讀寫，產生大量的碎片，這是產生硬盤碎片的主要原因。硬盤使用的時間長了，文件的存放位置就會變得支離破碎，文件內容將會散布在硬盤的不同位置上。這些“碎片文件”的存在會降低硬盤的工作效率，還會增加數據丟失和數據損壞的可能性。
我們可以把文件產生碎片的過程用一個例子來簡單的解釋一下：
如上圖所示，現有A ,B,C,D四個文件分別存放在磁盤當中，每個文件都占用3簇的空間，并且每一個文件都是連續的，不存在碎片。刪除B,D文件后，兩塊布連續的空間產生，如下圖
在該情況下，向磁盤里存入一個大小為5簇的文件E，此時硬盤總的空間足夠，但是任一連續的空閑空間都不足以完整的放下E文件，那么E文件就被分成了兩塊存儲，如下圖
由此可以看出來，磁盤碎片的根本表現形式就是文件的不連續存儲。
我們還可以通過windows自帶的磁盤碎片分析圖更加直觀的分析，如下圖(第一條是磁盤碎片整理之前，第二條是磁盤碎片整理后)
碎片整理原理
磁盤碎片整理的基本原理就是利用磁盤剩余的空閑空間，將夾在兩個碎片間的其他文件暫時移開，然后合并碎片形成連續的文件，最后再將暫移的文件存在連續的文件后面。所以進行磁盤的碎片整理需要充足的剩余空閑空間，如果剩余空間低于整個存儲的10%，則碎片整理達不到預想的效果。
實際上，定期整理硬盤應該是毫無疑問的。如果說硬盤碎片整理真的會損害硬盤的話，那也將是在對硬盤進行近乎天文數字般次數的整理之后。然而，碎片整理對硬盤里的運轉部件來說的確是一項不小的工作,如果硬盤已經到了它生命的最后階段，碎片整理的確有可能是一種自殺行為。但在這種情況下，即使您不進行碎片整理，硬盤也會很快崩潰的。 實際上在大多數情況下，定期的硬盤碎片整理減少了硬盤的磨損。不管怎么說，讓硬盤的磁頭從1處讀取文件總比從8處讀取要容易得多。因此，一個每兩周或四周整理一次的硬盤的壽命應當比一個永遠不整理的硬盤長。
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